Isidore Geoffroy Saint-Hilaire est le fils du naturaliste et zoologiste Étienne Geoffroy Saint-Hilaire (1772-1844) et de Pauline Brière de Mondétour, fille d'Isidore-Simon Brière de Mondétour (1753-1810). Il est né le
Très tôt, il montre son aptitude pour les mathématiques, mais, finalement, il s'oriente vers l'histoire naturelle et la médecine. En 1824, il devient assistant-naturaliste de son père.
Il poursuit l'œuvre de son père qui avait étudié et classé de nombreuses monstruosités comme la célosomie3,
De 1832 à 1837, il publie son œuvre principale sur la tératologie, Histoire générale et particulière des anomalies de l'organisation chez l'homme et les animaux(abondamment cité par de nombreux auteurs, dont Charles Darwin entre autres dans son ouvrage The variation of animals and plants under domestication [De la variation des animaux et des plantes à l'état domestique]
En 1829, il prend en charge les cours de son père consacrés à l'ornithologie. Durant les trois années qui suivent, il enseigne la zoologie et la tératologie à l'École pratique. Il devient membre de l'Académie des sciences en 1833. En 1837, il enseigne à la faculté des sciences de Paris et, l'année suivante, se rend à Bordeaux pour y organiser une faculté du même genre.
Il devient successivement inspecteur de l'Académie de Paris en 1840, puis professeur au Muséum national d'histoire naturelle dont il devient le secrétaire du comité administratif.
Il fonde la Société zoologique d'acclimatation (future SNPN)
Le , a lieu l'inauguration de la Société impériale zoologique d'acclimatation, dont il devient le président. Napoléon III offre 19 hectares dans le bois de Boulogne. La Société se propose alors de concourir à l'introduction, à l'acclimatation et à la domestication des espèces d'animaux utiles ou d'ornement, au perfectionnement et à la multiplication des races nouvellement introduites ou domestiquées. Après l'Empire, le programme d'étude s'étend aux végétaux. Les événements politiques amènent une modification du nom de la société en Société nationale d'acclimatation de France.
En 1857 il donne des cours de zoologie en 3e année de la section des sciences de l'École normale supérieure
Il meurt le
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